KR102588237B1 - insulation device - Google Patents

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Abstract

본 개시 내용의 구현예는 단열 장치, 및 이러한 단열 장치의 형성 방법에 관한 것이다. 일례로, 단열 장치의 형성 방법은, 장벽 물질을 몰드에 연결하는 단계; 폴리우레탄 폼 조성물을 몰드 내에 주입하는 단계로서, 상기 폴리우레탄 폼 조성물은 폴리올, 이소시아네이트 및 초임계 이산화탄소를 포함하는, 단계; 상기 폴리우레탄 폼 조성물을 경화시켜, 폴리우레탄 폼을 형성하는 단계; 및 상기 몰드에 진공을 적용하여, 1 밀리바(millibar) 내지 500 밀리바의 압력을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.Embodiments of the present disclosure relate to thermal insulation devices and methods of forming such thermal insulation devices. In one example, a method of forming an insulating device includes connecting a barrier material to a mold; Injecting a polyurethane foam composition into a mold, wherein the polyurethane foam composition includes polyol, isocyanate, and supercritical carbon dioxide; curing the polyurethane foam composition to form polyurethane foam; and applying a vacuum to the mold to provide a pressure of 1 millibar to 500 millibars.

Description

단열 장치insulation device

구현예는 단열 장치, 보다 상세하게는, 폴리올, 이소시아네이트 및 초임계 이산화탄소를 포함하는 폴리우레탄 폼 조성물로부터 형성되는 단열 장치, 및 이의 형성 방법에 관한 것이다.Embodiments relate to insulating devices, and more particularly, to insulating devices formed from a polyurethane foam composition comprising polyol, isocyanate, and supercritical carbon dioxide, and methods of forming the same.

폴리우레탄은 여러 응용에 사용될 수 있다. 응용에 따라, 특별한 특성의 폴리우레탄이 바람직할 수 있다.Polyurethanes can be used in many applications. Depending on the application, polyurethanes with special properties may be desirable.

폴리우레탄 폼은 여러 응용에 사용된다. 예를 들어, 폴리우레탄 폼은 특히, 여러 산업 분야 중에서도 건축 산업뿐만 아니라 가전 산업에서도 이용될 수 있다. 일부 응용의 경우, 폴리우레탄 폼은 다른 특성 중에서도 단열을 제공하기 위해 이용될 수 있다.Polyurethane foam is used in many applications. For example, polyurethane foam can be used in the home appliance industry as well as the construction industry, among other industrial sectors. For some applications, polyurethane foam may be used to provide insulation, among other properties.

본 개시 내용은 단열 장치의 형성 방법을 제공하며, 상기 방법은, 장벽 물질을 몰드에 제공하는 단계; 폴리우레탄 폼 조성물을 상기 몰드에 주입하는 단계로서, 상기 폴리우레탄 폼 조성물은 폴리올, 이소시아네이트 및 초임계 이산화탄소를 포함하는, 단계; 상기 폴리우레탄 폼 조성물을 경화시켜, 폴리우레탄 폼을 형성하는 단계; 및 상기 몰드에 진공을 적용하여, 1 밀리바(millibar) 내지 500 밀리바의 압력을 제공하는 단계를 포함한다.The present disclosure provides a method of forming an insulating device, the method comprising: providing a barrier material to a mold; injecting a polyurethane foam composition into the mold, the polyurethane foam composition comprising polyol, isocyanate and supercritical carbon dioxide; curing the polyurethane foam composition to form polyurethane foam; and applying a vacuum to the mold to provide a pressure of 1 millibar to 500 millibars.

본 개시 내용은 단열 장치를 제공하며, 상기 장치는, 몰드; 상기 몰드에 연결된 장벽 물질; 및 상기 몰드 내부의 폴리우레탄 폼을 포함하며, 상기 폴리우레탄 폼은, 폴리우레탄 폼 조성물을 몰드에 주입하는 단계, 및 상기 폴리우레탄 폼 조성물을 경화시키는 단계에 의해 형성되고, 상기 폴리우레탄 폼 조성물은 폴리올, 이소시아네이트 및 초임계 이산화탄소를 포함하고, 상기 몰드에 진공을 적용하여, 1 밀리바 내지 500 밀리바의 압력을 제공한다.The present disclosure provides an insulating device, the device comprising: a mold; a barrier material connected to the mold; and a polyurethane foam inside the mold, wherein the polyurethane foam is formed by injecting the polyurethane foam composition into the mold and curing the polyurethane foam composition, wherein the polyurethane foam composition is It contains polyol, isocyanate and supercritical carbon dioxide, and a vacuum is applied to the mold to provide a pressure of 1 millibar to 500 millibars.

본 개시 내용의 상기 개요는 각각의 개시된 구현예 또는 본 개시 내용의 모든 실시형태를 설명하기 위한 의도는 아니다. 이하의 설명은 예시적인 구현예를 보다 특정하게 예시한다. 응용 전반에 걸쳐 여러 곳에서, 실시예가 다양한 조합으로 사용될 수 있는 실시예 목록을 통해 지침이 제공된다. 각각의 경우에, 열거된 목록은 대표적인 그룹으로만 역할을 하고, 배제적인 목록으로서 해석되어서는 안 된다.The above summary of the disclosure is not intended to describe each disclosed implementation or every embodiment of the disclosure. The following description more particularly illustrates example implementations. At various places throughout the application, guidance is provided through lists of examples in which the examples may be used in various combinations. In each case, the enumerated list serves only as a representative group and should not be construed as an exclusive list.

단열 장치, 및 상기 단열 장치의 형성 방법이 본원에 기재된다. 예를 들어, 단열 장치의 형성 방법은, 장벽 물질을 몰드에 제공하는 단계; 폴리우레탄 폼 조성물을 상기 몰드에 주입하는 단계로서, 상기 폴리우레탄 폼 조성물은 폴리올, 이소시아네이트 및 초임계 이산화탄소를 포함하는, 단계; 상기 폴리우레탄 폼 조성물을 경화시켜, 폴리우레탄 폼을 형성하는 단계; 및 상기 몰드에 진공을 적용하여, 1 밀리바 내지 500 밀리바의 압력을 제공하는 단계를 포함한다. 유리하게, 본 개시 내용의 구현예는 다른 이점들 중에서도, 다른 단열 패널과 비교하여, 향상된 열전도율 및/또는 향상된 제조성을 제공할 수 있다.Described herein are insulating devices and methods of forming the insulating devices. For example, a method of forming an insulating device may include providing a barrier material to a mold; injecting a polyurethane foam composition into the mold, the polyurethane foam composition comprising polyol, isocyanate and supercritical carbon dioxide; curing the polyurethane foam composition to form polyurethane foam; and applying a vacuum to the mold to provide a pressure of 1 millibar to 500 millibars. Advantageously, embodiments of the present disclosure may provide improved thermal conductivity and/or improved manufacturability compared to other insulating panels, among other advantages.

폴리우레탄 폼을 이용하는 몇몇의 이전 단열 패널은 대기 압력에서 제조되는데, 즉, 폴리우레탄 폼은 단열 패널의 외부 환경과 유체 소통한다. 다시 말해, 폴리우레탄 폼을 함유하는 단열 패널의 내외로 유체, 예를 들어 공기가 통과할 수 있다. 그러나, 이러한 이전의 단열 패널은 약 18 밀리 와트/미터 - 켈빈 [mW/(m·K)] 이상의 열전도율을 가질 수 있으며, 이는 많은 응용에 있어서 바람직하지 못하고/거나 열전도율이 불충분할 수 있다.Some previous insulation panels utilizing polyurethane foam are manufactured at atmospheric pressure, i.e. the polyurethane foam is in fluid communication with the external environment of the insulation panel. In other words, fluids, for example air, can pass into and out of the insulating panels containing polyurethane foam. However, these previously insulated panels may have a thermal conductivity of about 18 milliwatts per meter - Kelvin [mW/(m·K)] or more, which may be undesirable and/or insufficient thermal conductivity for many applications.

폴리우레탄 폼을 이용하는 몇몇의 다른 이전 단열 패널은 진공 단열 패널이라고 할 수 있. 진공 단열 패널은 고 진공, 예컨대 1 밀리바(mbar) 미만의 압력에서 제조되고, 폴리우레탄 폼은 일반적으로 200 마이크로 미터(μm) 이상의 평균 기공 직경을 갖는다. 이러한 진공 단열 패널은 상기 압력에서 밀봉되어 폴리우레탄 폼이 진공 단열 패널의 외부 환경과 유체 소통하지 않도록 한다. 다시 말해, 공기와 같은 유체는 폴리우레탄 폼을 함유하는 진공 단열 패널 내외로 통과할 수 없다. 진공 단열 패널의 열전도율은 약 5 mW/(m·K) 이하일 수 있다. 그러나, 진공 단열 패널과 연관된 고 진공으로 인해, 진공 단열 패널의 제조는 특정 장비 및/또는 특수 제조 조건을 필요로 할 수 있고, 이는 진공 단열 패널에 비용 및/또는 진공 단열 패널을 가공하기 위한 시간을 필요로 할 수 있다. 또한, 진공 단열 패널과 연관된 고 진공으로 인해, 진공 단열 패널의 형상이 제약을 받을 수 있다. 예를 들어, 불규칙한 형상의 진공 단열 패널, 예를 들어 패널 내에 예리한 돌출부 및/또는 각도를 갖는 패널을 제조하는 것은 어렵거나 심지어 실현 불가능할 수 있다. 이와 같이, 다른 단열 패널과 비교하여, 본 개시 내용의 구현예는 향상된 제조성을 제공할 수 있다.Some other older insulated panels using polyurethane foam can be called vacuum insulated panels. Vacuum insulated panels are manufactured at high vacuum, such as pressures below 1 millibar (mbar), and the polyurethane foam typically has an average pore diameter of greater than 200 micrometers (μm). These vacuum insulated panels are sealed at these pressures to ensure that the polyurethane foam is not in fluid communication with the external environment of the vacuum insulated panels. In other words, fluids such as air cannot pass in or out of vacuum insulated panels containing polyurethane foam. The thermal conductivity of the vacuum insulation panel may be about 5 mW/(m·K) or less. However, due to the high vacuum associated with vacuum insulated panels, the manufacture of vacuum insulated panels may require specific equipment and/or special manufacturing conditions, which may result in increased costs for the vacuum insulated panels and/or time for processing the vacuum insulated panels. may be needed. Additionally, due to the high vacuum associated with vacuum insulated panels, the shape of the vacuum insulated panels may be limited. For example, it may be difficult or even infeasible to manufacture vacuum insulation panels of irregular shape, for example panels with sharp protrusions and/or angles within the panel. As such, compared to other insulating panels, embodiments of the present disclosure may provide improved manufacturability.

언급된 바와 같이, 단열 장치 및 상기 단열 장치의 형성 방법이 본원에 기재된다. 본 개시 내용의 구현예는 8 mW/(m·K) 내지 14 mW/(m·K)의 열전도율을 갖는 단열 장치를 제공하며, 이는 다수의 적용에 바람직할 수 있다. 8 mW/(m·K) 내지 14 mW/(m·K)의 모든 개별값 및 하위범위가 포함될 수 있으며; 예를 들어, 단열 장치는 8 mW/(m·K), 8.5 mW/(m·K), 9 mW/(m·K) 또는 9.5 mW/(m·K)의 하한 내지 14 mW/(m·K), 13.5 mW/(m·K), 13.25 mW/(m·K) 또는 13 mW/(m·K)의 상한을 갖는 열전도율을 가질 수 있다. 이 열전도율이 본 명세서에서 추가로 고찰된 단열 장치 컴포넌트의 상승 작용을 통해 달성될 수 있다.As mentioned, an insulating device and a method of forming the insulating device are described herein. Embodiments of the present disclosure provide thermal insulating devices with a thermal conductivity of 8 mW/(m·K) to 14 mW/(m·K), which may be desirable for many applications. All individual values and subranges from 8 mW/(m·K) to 14 mW/(m·K) may be included; For example, an adiabatic device may have a lower limit of 8 mW/(m·K), 8.5 mW/(m·K), 9 mW/(m·K) or 9.5 mW/(m·K) to 14 mW/(m ·K), 13.5 mW/(m·K), 13.25 mW/(m·K), or 13 mW/(m·K). This thermal conductivity can be achieved through the synergistic action of the insulating device components further considered herein.

본 개시 내용의 구현예는 폴리우레탄 폼을 포함하는 단열 장치를 제공한다. 폴리우레탄 폼은 폴리우레탄 폼 조성물로부터 형성될 수 있다. 폴리우레탄은 우레탄 연결로 지칭될 수 있는 카르바메이트 연결에 의해 접합된 단위들의 사슬을 포함하는 중합체이다. 폴리우레탄은 발포제의 존재 하에 이소시아네이트를 폴리올과 반응시킴으로써 형성될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "폴리올"은 1개 분자 당 평균 1.0개 초과의 하이드록실기를 갖는 분자를 지칭한다. 폼은 기체가 액체 물질, 고체 물질 및/또는 겔 물질에 분산되어 있는 분산액이다.Embodiments of the present disclosure provide thermal insulation devices comprising polyurethane foam. Polyurethane foam can be formed from polyurethane foam compositions. Polyurethanes are polymers containing chains of units joined by carbamate linkages, which may be referred to as urethane linkages. Polyurethanes can be formed by reacting isocyanates with polyols in the presence of a blowing agent. As used herein, “polyol” refers to a molecule having an average of more than 1.0 hydroxyl groups per molecule. A foam is a dispersion of a gas dispersed in a liquid, solid and/or gel material.

본 개시 내용의 구현예는 폴리우레탄 폼 조성물이 폴리올을 포함할 수 있음을 제공한다. 다양한 폴리올이 이용될 수 있다. 폴리올의 예로는, 폴리에스테르-폴리올, 폴리에테르-폴리올 및 이들의 조합이 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니다.Embodiments of the present disclosure provide that polyurethane foam compositions can include polyols. A variety of polyols can be used. Examples of polyols include, but are not limited to, polyester-polyols, polyether-polyols, and combinations thereof.

폴리에스테르-폴리올은 예를 들어, 2 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 디올을 포함하여 8 내지 12개의 탄소 원자 및 다가 알코올 갖는 방향족 디카르복실산을 포함하여, 2 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 유기 디카르복실산으로부터 제조될 수 있다. 적합한 디카르복실산의 예로는, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 데칸디카르복실산, 말레산, 푸마르산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산 및 이성질체성 나프탈렌-디카르복실산이 있다. 디카르복실산은 개별적으로 또는 서로 혼합하여 사용될 수 있다. 유리 디카르복실산은 상응하는 디카르복실산 유도체, 예를 들어 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알코올의 디카르복실산 에스테르 또는 디카르복실산 무수물로 대체될 수 있다. 몇몇 특정 예는, 예를 들어 20 내지 35 : 35 내지 50 : 20 내지 32 중량부의 비율의 숙신산, 글루타르산 및 아디프산을 포함하는 디카르복실산 혼합물, 및 아디프산, 및 프탈산 및/또는 프탈산 무수물 및 아디프산의 혼합물, 프탈산 또는 프탈산 무수물의 혼합물, 이소프탈산 및 아디프산, 또는 숙신산, 글루타르산 및 아디프산의 디카르복실산 혼합물 및 테레프탈산 및 아디프산의 혼합물 또는 숙신산, 글루타르산 및 아디프산의 디카르복실산 혼합물을 이용할 수 있다. 2가 및 다가 알코올의 예로는 특히, 에탄디올, 디에틸렌 글리콜, 1,2- 및 1,3-프로판디올, 디프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,10-데칸디올, 글리세롤, 트리메틸올프로판이 있다. 몇몇 특정 예는 에탄디올, 디에틸렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올 또는 상기 디올 중 적어도 2개의 혼합물, 특히 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올 및 1,6-헥산디올의 혼합물을 제공한다. 더욱이, ε-카프로락톤과 같은 락톤 또는 ω-하이드록시카프로산 및 하이드로벤조산과 같은 하이드록시카르복실산으로부터 제조된 폴리에스테르-폴리올이 또한, 이용될 수 있다.Polyester-polyols include, for example, organic dicarboxylic acids having 2 to 12 carbon atoms, including aromatic dicarboxylic acids having 8 to 12 carbon atoms and polyhydric alcohols, including diols having 2 to 12 carbon atoms. It can be prepared from carboxylic acid. Examples of suitable dicarboxylic acids include succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid and isomeric naphthalene. -There is dicarboxylic acid. Dicarboxylic acids can be used individually or mixed with each other. The free dicarboxylic acids may be replaced by corresponding dicarboxylic acid derivatives, for example dicarboxylic acid esters of alcohols having 1 to 4 carbon atoms or dicarboxylic acid anhydrides. Some specific examples include, for example, a dicarboxylic acid mixture comprising succinic acid, glutaric acid and adipic acid in a ratio of 20 to 35 : 35 to 50 : 20 to 32 parts by weight, and adipic acid, and phthalic acid and/ or mixtures of phthalic anhydride and adipic acid, phthalic acid or mixtures of phthalic anhydride, isophthalic acid and adipic acid, or dicarboxylic acid mixtures of succinic acid, glutaric acid and adipic acid and mixtures of terephthalic acid and adipic acid or succinic acid. , dicarboxylic acid mixtures of glutaric acid and adipic acid can be used. Examples of dihydric and polyhydric alcohols include, inter alia, ethanediol, diethylene glycol, 1,2- and 1,3-propanediol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6- These include hexanediol, 1,10-decanediol, glycerol, and trimethylolpropane. Some specific examples include ethanediol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol or mixtures of at least two of these diols, especially 1,4-butanediol, 1,5- A mixture of pentanediol and 1,6-hexanediol is provided. Moreover, polyester-polyols prepared from lactones such as ε-caprolactone or hydroxycarboxylic acids such as ω-hydroxycaproic acid and hydrobenzoic acid can also be used.

본 개시 내용의 일부 구현예는, 폴리에스테르-폴리올이, 촉매를 사용하지 않거나 또는 에스테르화 촉매의 존재 하에, 불활성 기체 분위기, 예를 들어 질소, 일산화탄소, 헬륨, 아르곤 내에서, 약 150℃ 내지 약 250℃의 용융 온도에서, 주위 압력 또는 감압 하에, 요망되는 산가에 도달할 때까지, 유기, 예를 들어 지방족, 바람직하게는 방향족 폴리카르복실산 및 방향족 및 지방족 폴리카르복실산의 혼합물, 및/또는 이의 유도체, 및 다가알코올의 중축합에 의해 제조될 수 있음을 제공하며, 상기 요망되는 산가는 10 미만일 수 있고, 일부 경우 바람직하게는 2 미만일 수 있다. 본 개시 내용의 일부 구현예는, 에스테르화 혼합물이 주위 압력 하에 상기 언급된 온도에서 중축합되고, 후속해서, 80 내지 30, 예를 들어 40 내지 30의 산가에 도달할 때까지 500 밀리바 미만, 예를 들어 50 내지 150 mbar의 압력 하에 중축합된다. 적합한 에스테르화 촉매의 예로는, 금속, 금속 옥사이드 또는 금속염 형태의 철, 카드뮴, 코발트, 납, 아연, 안티몬, 마그네슘, 티타늄 및 주석 촉매가 있으나, 이에 한정되지 않는다. 중축합은 또한, 예를 들어 공비 증류에 의한 응축수의 제거를 위해 벤젠, 톨루엔, 크실렌 또는 클로로벤젠과 같은 희석제 및/또는 첨가물(entrainer)의 존재 하에 액상에서 수행될 수 있다.Some embodiments of the present disclosure provide that the polyester-polyol, without or in the presence of an esterification catalyst, in an inert gas atmosphere, such as nitrogen, carbon monoxide, helium, argon, from about 150° C. to about Organic, for example aliphatic, preferably aromatic polycarboxylic acids and mixtures of aromatic and aliphatic polycarboxylic acids, and/ or a derivative thereof, and polycondensation of a polyhydric alcohol, and the desired acid value may be less than 10, and in some cases preferably less than 2. Some embodiments of the present disclosure provide that the esterification mixture is polycondensed at the above-mentioned temperature under ambient pressure, and subsequently less than 500 millibars, e.g. For example, polycondensation is carried out under a pressure of 50 to 150 mbar. Examples of suitable esterification catalysts include, but are not limited to, iron, cadmium, cobalt, lead, zinc, antimony, magnesium, titanium and tin catalysts in the form of metals, metal oxides or metal salts. Polycondensation can also be carried out in the liquid phase in the presence of diluents and/or entrainers such as benzene, toluene, xylene or chlorobenzene for removal of condensate by, for example, azeotropic distillation.

폴리에스테르-폴리올은 유기 폴리카르복실산 및/또는 이의 유도체를 다가 알코올과 1 : 1 내지 1 : 1.8의 몰비, 예를 들어 1 : 1.05 내지 1 : 1.2의 몰비로 중축합시킴으로써 제조될 수 있다. Polyester-polyols can be prepared by polycondensing organic polycarboxylic acids and/or their derivatives with polyhydric alcohols at a molar ratio of 1:1 to 1:1.8, for example, 1:1.05 to 1:1.2.

또한, 음이온 중합이 이용될 수 있다. 예를 들어, 촉매로서 알칼리 금속 하이드록사이드, 예컨대 소듐 하이드록사이드 또는 포타슘 하이드록사이드, 또는 알칼리 금속 알콕사이드, 예컨대 소듐 메톡사이드, 소듐 에톡사이드, 포타슘 에톡사이드 또는 포타슘 이소프로폭사이드가, 결합된 형태 내에 2 내지 8개의 반응성 수소 원자를 함유하는 적어도 하나의 개시제 분자를 첨가하면서, 또는 알킬렌 모이어티 내에 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 알킬렌 옥사이드로부터 루이스산, 그중에서도 예컨대 안티몬 펜타클로라이드, 보론 플루오라이드 에테레이트, 또는 촉매로서 표백토를 사용한 양이온성 중합에 의해, 이용될 수 있다.Additionally, anionic polymerization can be used. For example, as a catalyst, an alkali metal hydroxide, such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, or an alkali metal alkoxide, such as sodium methoxide, sodium ethoxide, potassium ethoxide or potassium isopropoxide, may be used as a catalyst. Lewis acids, inter alia such as antimony pentachloride, from one or more alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms in the alkylene moiety, with the addition of at least one initiator molecule containing 2 to 8 reactive hydrogen atoms in the form. Boron fluoride etherate, or by cationic polymerization using bleaching earth as a catalyst.

적합한 알킬렌 옥사이드의 예로는, 테트라하이드로푸란, 1,3-프로필렌 옥사이드, 1,2- 및 2,3-부틸렌 옥사이드, 스티렌 옥사이드, 바람직하게는 에틸렌 옥사이드 및 1,2-프로필렌 옥사이드가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 알킬렌 옥사이드는 개별적으로, 대안적으로 하나씩, 또는 혼합물로서 사용될 수 있다. 적합한 개시제 분자의 예로는, 물, 유기 디카르복실산, 예컨대 숙신산, 아디프산, 프탈산 및 테레프탈산, 및 여러 가지 아민, 예컨대 비제한적으로 알킬 모이어티 내에 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 지방족 및 방향족, 비치환된 또는 N-모노-, N,N- 및 N,N’-디알킬-치환된 디아민, 예컨대 비치환된 또는 모노- 또는 디알킬-치환된 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 1,3-프로필렌-디아민, 1,3- 및 1,4-부틸렌 디아민, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5- 및 1,6-헥사메틸렌디아민, 아닐린, 사이클로헥산디아민, 페닐렌디아민, 2,3-, 2,4-, 3,4- 및 2,6-톨릴렌디아민 및 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'-디아미노디페닐메탄이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다른 적합한 개시제 분자로는, 알칸올아민, 예를 들어 에탄올아민, N- 메틸- 및 N-에틸에탄올아민, 디알칸올아민, 예를 들어 디에탄올아민, N-메틸- 및 N-에틸디에탄올아민, 및 트리알칸올아민, 예를 들어 트리에탄올아민 및 암모니아, 및 다가 알코올, 특히 이가 및/또는 삼가 알코올, 예컨대 에탄디올, 1,2- 및 1,3-프로판디올, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 소르비톨 및 수크로스, 다가 페놀, 예를 들어 4,4'-디하이드록시디페닐메탄 및 4,4'-디하이드록시-2,2-디페닐 프로판, 레졸, 예를 들어 페놀과 포름알데하이드의 축합의 올리고머 생성물, 및 페놀, 포름알데하이드 및 디알칸올아민의 만니히 축합물, 및 멜라민이 있다.Examples of suitable alkylene oxides include tetrahydrofuran, 1,3-propylene oxide, 1,2- and 2,3-butylene oxide, styrene oxide, preferably ethylene oxide and 1,2-propylene oxide. It is not limited to this. The alkylene oxides may be used individually, alternatively one by one, or as a mixture. Examples of suitable initiator molecules include water, organic dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, phthalic acid and terephthalic acid, and various amines such as, but not limited to, aliphatic and aromatic having 1 to 4 carbon atoms in the alkyl moiety. , unsubstituted or N-mono-, N,N- and N,N'-dialkyl-substituted diamines such as unsubstituted or mono- or dialkyl-substituted ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylene Tetramine, 1,3-propylene-diamine, 1,3- and 1,4-butylene diamine, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5- and 1,6-hexamethylene Diamines, aniline, cyclohexanediamine, phenylenediamine, 2,3-, 2,4-, 3,4- and 2,6-tolylenediamine and 4,4'-, 2,4'- and 2,2 '-diaminodiphenylmethane, but is not limited thereto. Other suitable initiator molecules include alkanolamines such as ethanolamine, N-methyl- and N-ethylethanolamine, dialkanolamines such as diethanolamine, N-methyl- and N-ethyldiethanolamine. , and trialkanolamines, such as triethanolamine and ammonia, and polyhydric alcohols, especially dihydric and/or trihydric alcohols, such as ethanediol, 1,2- and 1,3-propanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol. , 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol and sucrose, polyhydric phenols such as 4,4'-dihydroxydiphenylmethane and 4,4' -dihydroxy-2,2-diphenyl propane, resols, for example oligomeric products of the condensation of phenol with formaldehyde, and Mannich condensates of phenol, formaldehyde and dialkanolamines, and melamine.

본 개시 내용의 하나 이상의 구현예는, 폴리올이, 적어도 하나의 알킬렌 옥사이드, 예를 들어 에틸렌 옥사이드 또는 1,2-프로필렌 옥사이드 또는 1,2-프로필렌 옥사이드 및 에틸렌 옥사이드를, 적어도 2개의 반응성 수소 원자를 함유하고 적어도 하나의 하이드록실, 아미노 및/또는 카르복실기를 함유하는 적어도 하나의 방향족 화합물 상에 개시제 분자로서 음이온성 중첨가함으로써 제조된 폴리에테르-폴리올을 포함할 수 있음을 제공한다. 개시제 분자의 예로는, 방향족 폴리카르복실산, 예를 들어 헤미 멜리트산, 트리멜리트산, 트리메신산, 바람직하게는 프탈산, 이소프탈산 및 테레프탈산, 또는 적어도 2개의 폴리카르복실산들의 혼합물, 하이드록시카르복실산, 예를 들어 살리실산, p- 및 m-하이드록시벤조산 및 갈산, 아미노카르복실산, 예를 들어 안트라닐산, m- 및 p-아미노벤조산, 폴리페놀, 예를 들어 레조르시놀이 있고, 본 개시 내용의 하나 이상의 구현예에 따르면, 디하이드록시디페닐메탄 및 디하이드록시-2,2-디페닐플판, 페놀, 포름알데하이드 및 디알칸올아민, 바람직하게는 디에탄올아민의 만니히 축합물, 및 방향족 폴리아민, 예를 들어 1,2-, 1,3- 및 1,4-페닐렌디아민, 예를 들어, 2,3-, 2,4-, 3,4- 및 2,6-톨릴렌디아민, 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'-디아 미노-디페닐메탄, 폴리페닐-폴리메틸렌-폴리아민, 예를 들어 아닐린과 포름알데하이드의 축합에 의해 형성된 대로의 디아미노-디페닐메탄과 폴리페닐-폴리메틸렌-폴리아민의 혼합물, 및 적어도 2개의 폴리아민의 혼합물이 있다.One or more embodiments of the present disclosure provide that the polyol comprises at least one alkylene oxide, such as ethylene oxide or 1,2-propylene oxide or 1,2-propylene oxide and ethylene oxide, with at least two reactive hydrogen atoms. and a polyether-polyol prepared by anionic polyaddition as an initiator molecule on at least one aromatic compound containing at least one hydroxyl, amino and/or carboxyl group. Examples of initiator molecules include aromatic polycarboxylic acids, such as hemimellitic acid, trimellitic acid, trimesic acid, preferably phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid, or mixtures of at least two polycarboxylic acids, hydroxyl carboxylic acids such as salicylic acid, p- and m-hydroxybenzoic acid and gallic acid, aminocarboxylic acids such as anthranilic acid, m- and p-aminobenzoic acids, polyphenols such as resorcinol, According to one or more embodiments of the present disclosure, dihydroxydiphenylmethane and dihydroxy-2,2-diphenylpropane, Mannich condensate of phenol, formaldehyde and dialkanolamine, preferably diethanolamine. , and aromatic polyamines such as 1,2-, 1,3- and 1,4-phenylenediamines such as 2,3-, 2,4-, 3,4- and 2,6-thol. rylenediamine, 4,4'-, 2,4'- and 2,2'-diamino-diphenylmethane, polyphenyl-polymethylene-polyamine, e.g. dia as formed by condensation of aniline with formaldehyde There are mixtures of mino-diphenylmethane and polyphenyl-polymethylene-polyamine, and mixtures of at least two polyamines.

하이드록실-함유 폴리아세탈의 예로는, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 4,4'-디하이드록시에톡시디페닐디메틸메탄, 헥산디올 및 포름알데하이드로부터 제조될 수 있는 화합물이 있다. 적합한 폴리아세탈은 또한, 환식 아세탈을 중합시킴으로써 제조될 수 있다.Examples of hydroxyl-containing polyacetals include compounds that can be prepared from diethylene glycol, triethylene glycol, 4,4'-dihydroxyethoxydiphenyldimethylmethane, hexanediol, and formaldehyde. Suitable polyacetals can also be prepared by polymerizing cyclic acetals.

하이드록실-함유 폴리카르보네이트의 예는, 예를 들어 1,3- 프로판디올, 1,4-부탄디올 및/또는 1,6-헥산디올, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜 또는 테트라에틸렌 글리콜과 같은 디올을 디아릴 카르보네이트, 예를 들어 디페닐 카르보네이트 또는 포스겐과 반응시킴으로써 제조될 수 있다.Examples of hydroxyl-containing polycarbonates include, for example, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol and/or 1,6-hexanediol, diethylene glycol, triethylene glycol or tetraethylene glycol. It can be prepared by reacting the diol with a diaryl carbonate, such as diphenyl carbonate or phosgene.

본원에서 고찰된 바와 같이, 폴리올은 제제화된 폴리올로 지칭될 수 있다. 제제화된 폴리올은 본원에서 고찰된 다수의 폴리올 및/또는 첨가제의 혼합물, 예를 들어 블렌드일 수 있다. 예를 들어, 제제화된 폴리올은 다수의 발포제, 촉매, 충전제, 난연제, 사슬 연장제 또는 가교제, 착색제 및/또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. As contemplated herein, polyols may be referred to as formulated polyols. The formulated polyol may be a mixture, e.g., a blend, of multiple polyols and/or additives contemplated herein. For example, the formulated polyol may include a number of blowing agents, catalysts, fillers, flame retardants, chain extenders or crosslinking agents, colorants, and/or combinations thereof.

시중에서 판매하는 폴리올의 예로는, 그 중에서도, 상표명 VORANOL™, TERCAROLTM 및 VORATEC™ 하에 판매되는 폴리올이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 본 개시 내용의 구현예는, 폴리우레탄 폼 조성물이 이소시아네이트를 포함할 수 있음을 제공한다. 다양한 이소시아네이트, 예를 들어, 폴리이소시아네이트가 이용 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "폴리이소시아네이트"는 1개 분자 당 평균 1.0개 초과의 이소시아네이트기, 예를 들어 평균 1.0 초과의 작용기를 갖는 분자를 지칭한다. 본 개시 내용의 다수의 구현예는, 이소시아네이트가 3 이상의 작용성(functionality)을 가질 수 있음을 제공한다.Examples of commercially available polyols include, but are not limited to, polyols sold under the trade names VORANOL™, TERCAROL , and VORATEC™, among others. Embodiments of the present disclosure provide that polyurethane foam compositions can include isocyanates. A variety of isocyanates can be used, such as polyisocyanates. As used herein, “polyisocyanate” refers to a molecule having an average of more than 1.0 isocyanate groups per molecule, e.g., more than 1.0 functional groups on average. Many embodiments of the present disclosure provide that isocyanates can have three or more functionalities.

폴리이소시아네이트는 지방족 폴리이소시아네이트, 지환족 폴리이소시아네이트, 방향지방족(araliphatic) 폴리이소시아네이트, 방향족 폴리이소시아네이트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 폴리이소시아네이트의 예로는 비제한적으로, 알킬렌 디이소시아네이트, 예컨대 1,12-도데칸 디이소시아네이트; 2-에틸테트라메틸렌 1,4-디이소시아네이트; 2-메틸-펜타메틸렌 1,5-디이소시아네이트; 2-에틸-2-부틸펜타메틸렌 1,5-디이소시아네이트; 테트라메틸렌 1,4-디이소시아네이트; 및 헥사메틸렌 1,6-디이소시아네이트가 있다. 폴리이소시아네이트의 예로는 비제한적으로, 지환족 디이소시아네이트, 예컨대 사이클로헥산 1,3- 및 1,4-디이소시아네이트 및 이들 이성질체의 혼합물; 1-이소시아나토-3,3,5-트리메틸-5-이소시아나토-메틸사이클로헥산; 2,4- 및 2,6- 헥사하이드로톨릴렌 디이소시아네이트; 및 상응하는 이성질체 혼합물, 4,4-, 2,2'- 및 2,4'-디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트; 및 상응하는 이성체 혼합물이 있다. 폴리이소시아네이트의 예로는 비제한적으로, 방향지방족 디이소시아네이트, 예컨대 1,4-크실릴렌 디이소시아네이트 및 크실릴렌 디이소시아네이트 이성질체 혼합물이 있다. 폴리이소시아네이트의 예로는 비제한적으로, 방향족 폴리이소시아네이트, 예를 들어 2,4- 및 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트 및 상응하는 이성질체 혼합물, 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트 및 상응하는 이성질체 혼합물, 4,4'- 및 2,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 폴리페닐-폴리메틸렌 폴리이소시아네이트의 혼합물, 4,4'-, 2,4'- 및 2,2'- 디페닐메탄 디이소시아네이트 및 폴리페닐-폴리메틸렌 폴리이소시아네이트의 혼합물(미정제 MDI), 및 미정제 MDI 및 톨릴렌 디이소시아네이트의 혼합물이 있다. 폴리이소시아네이트는 개별적으로 또는 이들의 조합으로 이용될 수 있다.The polyisocyanate may include aliphatic polyisocyanate, cycloaliphatic polyisocyanate, araliphatic polyisocyanate, aromatic polyisocyanate, or a combination thereof. Examples of polyisocyanates include, but are not limited to, alkylene diisocyanates such as 1,12-dodecane diisocyanate; 2-ethyltetramethylene 1,4-diisocyanate; 2-methyl-pentamethylene 1,5-diisocyanate; 2-ethyl-2-butylpentamethylene 1,5-diisocyanate; tetramethylene 1,4-diisocyanate; and hexamethylene 1,6-diisocyanate. Examples of polyisocyanates include, but are not limited to, cycloaliphatic diisocyanates such as cyclohexane 1,3- and 1,4-diisocyanates and mixtures of these isomers; 1-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanato-methylcyclohexane; 2,4- and 2,6-hexahydrotolylene diisocyanate; and the corresponding isomeric mixtures, 4,4-, 2,2'- and 2,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate; and corresponding isomer mixtures. Examples of polyisocyanates include, but are not limited to, araliphatic diisocyanates such as 1,4-xylylene diisocyanate and xylylene diisocyanate isomer mixtures. Examples of polyisocyanates include, but are not limited to, aromatic polyisocyanates such as 2,4- and 2,6-tolylene diisocyanates and the corresponding isomer mixtures, 4,4'-, 2,4'- and 2,2 '-Diphenylmethane diisocyanate and mixtures of the corresponding isomers, 4,4'- and 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, mixtures of polyphenyl-polymethylene polyisocyanate, 4,4'-, 2,4' - and mixtures of 2,2'- diphenylmethane diisocyanate and polyphenyl-polymethylene polyisocyanate (crude MDI), and mixtures of crude MDI and tolylene diisocyanate. Polyisocyanates can be used individually or in combinations thereof.

본 개시 내용의 하나 이상의 구현예는 변형된 폴리이소시아네이트가 이용될 수 있음을 제공한다. 변형된 폴리이소시아네이트의 예로는 비제한적으로, 에스테르-, 우레아-, 뷰렛-, 알로파네이트-, 우레톤이민-, 카르보디이미드-, 이소시아누레이트-, 우레트디온- 및/또는 우레탄-함유 폴리이소시아네이트가 있다. 예로는, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 4,4'- 및 2,4'-디페닐 메탄 디이소시아네이트 혼합물, 또는 미정제 MDI 또는 2,4- 또는 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트가 있으며, 이는 각각의 경우 저분자량 디올, 트리올, 디알킬렌 글리콜, 트리알킬렌 글리콜 또는 약 6,000 이하의 분자량을 갖는 폴리옥시알킬렌 글리콜에 의해 변형된다. 개별적으로 또는 혼합물로서 이용될 수 있는 디- 및 폴리옥시알킬렌 글리콜의 구체적인 예로는, 디에틸렌, 디프로필렌, 폴리옥시에틸렌, 폴리옥시프로필렌 및 폴리옥시-프로필렌-폴리옥시에틸렌 글리콜, 트리올 및/또는 테트롤이 있다. 총 중량을 기준으로, 3.5 내지 25 중량%, 예를 들어 14 내지 21 중량%의 NCO를 함유하고 본원에 기재된 폴리에스테르- 및/또는 바람직하게는 폴리에테르-폴리올로부터 제조된 NCO-함유 예비 중합체, 및 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4'- 및 4,4'-디 페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4- 및/또는 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트 또는 미정제 MDI의 혼합물이 또한 적합하다. 더욱이, 카르보디이미드기 및/또는 이소시아누레이트 고리를 함유하고 총 중량을 기준으로 15 내지 33.6 중량%, 예를 들어 21 내지 31 중량%의 NCO를 함유하는 액체 폴리이소시아네이트, 예를 들어 4,4'-, 2,4'- 및/또는 2,2'- 디페닐메탄 디이소시아네이트 및/또는 2,4' 및/또는 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트가 또한 사용될 수 있다. 변형된 폴리이소시아네이트는 서로 혼합되거나, 또는 비변형된 유기 폴리이소시아네이트, 예를 들어 2,4'- 또는 4,4'-디페닐 메탄 디이소시아네이트, 미정제 MDI 및/또는 2,4- 및/또는 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트와 혼합될 수 있다. 본 개시 내용의 다수의 구현예는, 이소시아네이트가 그 중에서도, 이소시안산 폴리메틸렌폴리페닐렌 에스테르(PMDI)와 같은 중합 성 이소시아네이트를 포함함을 제공한다.One or more embodiments of the present disclosure provide that modified polyisocyanates can be used. Examples of modified polyisocyanates include, but are not limited to, ester-, urea-, biuret-, allophanate-, uretonimine-, carbodiimide-, isocyanurate-, urethedione- and/or urethane- Contains polyisocyanate. Examples include 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, mixtures of 4,4'- and 2,4'-diphenyl methane diisocyanates, or crude MDI or 2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate. , which are in each case modified by low molecular weight diols, triols, dialkylene glycols, trialkylene glycols or polyoxyalkylene glycols having a molecular weight of about 6,000 or less. Specific examples of di- and polyoxyalkylene glycols that can be used individually or in mixtures include diethylene, dipropylene, polyoxyethylene, polyoxypropylene and polyoxy-propylene-polyoxyethylene glycol, triol and/ Or there are tetrols. NCO-containing prepolymers containing 3.5 to 25% by weight, for example 14 to 21% by weight, based on total weight, of NCO and prepared from the polyester- and/or preferably polyether-polyols described herein, and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, mixtures of 2,4'- and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4- and/or 2,6-tolylene diisocyanate or crude MDI. This is also suitable. Furthermore, liquid polyisocyanates containing carbodiimide groups and/or isocyanurate rings and containing 15 to 33.6% by weight, for example 21 to 31% by weight, of NCO, based on the total weight, for example 4, 4'-, 2,4'- and/or 2,2'-diphenylmethane diisocyanate and/or 2,4' and/or 2,6-tolylene diisocyanate may also be used. Modified polyisocyanates can be mixed with each other or unmodified organic polyisocyanates, such as 2,4'- or 4,4'-diphenyl methane diisocyanate, crude MDI and/or 2,4- and/or Can be mixed with 2,6-tolylene diisocyanate. Many embodiments of the present disclosure provide that the isocyanates include, among others, polymerizable isocyanates such as polymethylenepolyphenylene isocyanate (PMDI).

폴리이소시아네이트는 예를 들어 공지된 방법 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 이소시아네이트는, 폴리카르바모일 클로라이드의 형성 및 이의 열분해와 함께 상응하는 폴리아민의 포스젠화에 의해 폴리이소시아네이트 및 하이드로겐 클로라이드를 제공하거나, 또는 예컨대 상응하는 폴리아민을 우레아 및 알코올과 반응시켜 폴리카르바메이트를 얻고, 이의 열분해에 의해 예를 들어 폴리이소시아네이트 및 알코올을 얻는 포스젠-프리 방법에 의해 제조될 수 있다.Polyisocyanates can be prepared, for example, by known methods. For example, isocyanates can be prepared by phosgenation of the corresponding polyamines with the formation of polycarbamoyl chloride and its thermal decomposition to give polyisocyanates and hydrogen chlorides, or by, for example, reacting the corresponding polyamines with ureas and alcohols to give polyisocyanates. It can be prepared by a phosgene-free process, which obtains the carbamate and its thermal decomposition to obtain, for example, polyisocyanates and alcohols.

폴리이소시아네이트는 상업적으로 입수할 수 있다. 상업적인 폴리이소시아네이트의 예로는 비제한적으로, 그 중에서도, The Dow Chemical Company로부터 입수 가능한 중합체성 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI)인, 상표명 PAPITM 및 VORATECTM, 예컨대 VORATECTM SD100 하에 판매되는 폴리이소시아네이트가 있다.Polyisocyanates are commercially available. Examples of commercial polyisocyanates include, but are not limited to, the polyisocyanates sold under the trade names PAPI and VORATEC , such as VORATEC SD100, polymeric methylene diphenyl diisocyanate (MDI) available from The Dow Chemical Company. .

본 개시 내용의 구현예는 폴리우레탄 폼 조성물이 70 내지 500의 이소시아네이트 지수를 가질 수 있음을 제공한다. 70 내지 500의 모든 개별 값 및 하위 범위가 포함되며; 예를 들어, 폴리우레탄 폼 조성물은 70, 80, 90 또는 100의 하한에서 500, 250, 150 또는 130의 상한까지의 이소시아네이트 지수를 가질 수 있다.Embodiments of the present disclosure provide that polyurethane foam compositions can have an isocyanate index of 70 to 500. All individual values and subranges from 70 to 500 are included; For example, the polyurethane foam composition can have an isocyanate index from a lower limit of 70, 80, 90 or 100 to an upper limit of 500, 250, 150 or 130.

본 개시 내용의 구현예는 폴리우레탄 폼 조성물이 초임계 이산화탄소를 포함함을 제공한다. 발포제로 지칭될 수 있는 초임계 이산화탄소는 폴리우레탄 폼 조성물의 거품 형성을 돕기 위해 이용될 수 있다. 유리하게는, 초임계 이산화탄소의 이용은, 폴리우레탄 폼이 본원에 고찰된 열전도율을 제공하는 것을 도울 수 있는 본원에 추가로 고찰된 바와 같이 다수의 바람직한 특성을 갖는 것을 제공하는 것을 도울 수 있다.Embodiments of the present disclosure provide that the polyurethane foam composition includes supercritical carbon dioxide. Supercritical carbon dioxide, which may be referred to as a blowing agent, may be used to aid foam formation in polyurethane foam compositions. Advantageously, the use of supercritical carbon dioxide can help provide polyurethane foams with a number of desirable properties, as discussed further herein, which can help provide the thermal conductivity contemplated herein.

초임계 이산화탄소는 이용되는 폴리올 100 중량부를 기준으로, 2 내지 25 중량부의 폴리우레탄 폼 조성물로부터 유래될 수 있다.2 내지 25 중량부로부터 모든 개별 값 및 하위범위가 포함되며; 예를 들어, 초임계 이산화탄소는 이용되는 폴리올 100 중량부를 기준으로, 2, 5 또는 8 중량부의 하한에서부터 25, 23 또는 20 중량부의 상한까지일 수 있다.The supercritical carbon dioxide may be derived from 2 to 25 parts by weight of the polyurethane foam composition, based on 100 parts by weight of polyol used. All individual values and subranges from 2 to 25 parts by weight are included; For example, the supercritical carbon dioxide can range from a lower limit of 2, 5 or 8 parts by weight to an upper limit of 25, 23 or 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of polyol used.

본 개시 내용의 하나 이상의 구현예는 폴리우레탄 폼 조성물이 계면활성제를 포함할 수 있음을 제공한다. 본원에 사용된 바와 같이, 계면활성제는 또한 셀 오프너로서 이용될 수 있다. 계면활성제의 예로는, 실리콘-기반 화합물, 예컨대 실리콘 오일 및 오르가노실리콘-폴리에테르 공중합체, 예컨대 폴리디메틸 실록산 및 폴리디메틸실록산-폴리옥시알킬렌 블록 공중합체, 예를 들어 폴리에테르 변형된 폴리디메틸 실록산 및 이들의 조합이 있다. 계면활성제의 예로는, 그 중에서도, 실리카 입자 및 실리카 에어로겔 분말, 뿐만 아니라 유기 계면활성제, 예컨대 노닐페놀 에톡실레이트, 및 상대적으로 고분자량을 갖는 에틸렌 옥사이드/부틸렌 옥사이드 블록 공중합체인 VORASURF™ 504, 및 이들의 조합이 있다. 계면활성제는 상업적으로 입수 가능하고, 그 중에서도, DABCO™, NIAX™ 및 TEGOSTAB™과 같은 상표명 하에 입수할 수 있는 것들을 포함한다. 상업적으로 입수 가능한 계면활성제는 다른 공급업체들 중에서도, Dearmate 및 Momentive로부터 입수 가능한 계면활성제를 포함한다. 본 개시 내용의 하나 이상의 구현예는, 계면활성제가 이용되는 경우 이러한 계면활성제는 이용되는 폴리올의 총 중량의 0.1% 내지 10%로 존재함을 제공한다. 0.1%에서 10%까지의 모든 개별 값 및 하위 범위가 포함되며; 예를 들어, 계면활성제는 이용되는 폴리올의 총 중량을 기준으로, 0.1, 0.2 또는 0.3%의 하한에서부터 10, 8.5 또는 6.0%의 상한까지일 수 있다.One or more embodiments of the present disclosure provide that the polyurethane foam composition can include a surfactant. As used herein, surfactants can also be used as cell openers. Examples of surfactants include silicone-based compounds such as silicone oils and organosilicon-polyether copolymers such as polydimethyl siloxane and polydimethylsiloxane-polyoxyalkylene block copolymers such as polyether modified polydimethyl. siloxanes and combinations thereof. Examples of surfactants include, inter alia, silica particles and silica airgel powders, as well as organic surfactants such as nonylphenol ethoxylate, and VORASURF™ 504, an ethylene oxide/butylene oxide block copolymer with relatively high molecular weight, and There are combinations of these. Surfactants are commercially available and include, among others, those available under trade names such as DABCO™, NIAX™, and TEGOSTAB™. Commercially available surfactants include surfactants available from Dearmate and Momentive, among other suppliers. One or more embodiments of the present disclosure provide that, when a surfactant is used, such surfactant is present in 0.1% to 10% of the total weight of the polyol used. All individual values and subranges from 0.1% to 10% are included; For example, the surfactant can range from a lower limit of 0.1, 0.2 or 0.3% to an upper limit of 10, 8.5 or 6.0%, based on the total weight of polyol used.

본 개시 내용의 하나 이상의 구현예는 폴리우레탄 폼 조성물 이 그 중에서도, 촉매, 예를 들어 발포 촉매, 겔 촉매, 삼량체화된 촉매 또는 이들의 조합을 포함할 수 있음을 제공한다. 본원에 사용된 바와 같이, 발포 촉매 및 겔 촉매는, 발포 촉매의 경우 우레아(블로우) 반응, 또는 겔 촉매의 경우 우레탄(겔) 반응을 선호하는 경향에 의해 구별될 수 있다. 삼량체화 촉매는 폴리우레탄 폼 조성물의 반응성을 촉진하기 위해 이용될 수 있다.One or more embodiments of the present disclosure provide that polyurethane foam compositions can include catalysts, such as blowing catalysts, gel catalysts, trimerized catalysts, or combinations thereof, among others. As used herein, blowing catalysts and gel catalysts can be distinguished by their tendency to favor the urea (blow) reaction for blowing catalysts, or the urethane (gel) reaction for gel catalysts. Trimerization catalysts can be used to promote the reactivity of polyurethane foam compositions.

발포 촉매, 예를 들어, 발포 반응을 선호하는 경향이 있을 수 있는 촉매의 예로는, 단쇄 3차 아민, 또는 산소를 함유하는 3차 아민이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 발포 촉매는 그 중에서도, 비스-(2-디메틸아미노에틸)에테르; 펜타메틸디에틸렌-트리아민, 트리에틸아민, 트리부틸 아민, N,N-디메틸아미노프로필아민, 디메틸에탄올아민, N,N,N',N'-테트라-메틸에틸렌디아민 및 이들의 조합을 포함한다.Examples of blowing catalysts, e.g., catalysts that may tend to favor a blowing reaction, include, but are not limited to, short chain tertiary amines, or tertiary amines containing oxygen. For example, the foaming catalyst includes, among others, bis-(2-dimethylaminoethyl)ether; Includes pentamethyldiethylene-triamine, triethylamine, tributyl amine, N,N-dimethylaminopropylamine, dimethylethanolamine, N,N,N',N'-tetra-methylethylenediamine and combinations thereof. do.

겔 촉매, 예를 들어 겔 반응을 선호하는 경향이 있을 수 있는 촉매의 예로는, 유기금속 화합물, 몇개의 질소 원자를 함유하는 환식 3차 아민 및/또는 장쇄 아민 및 이들의 조합이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 유기금속 화합물로는, 유기주석 화합물, 예컨대 유기 카르복실산의 주석(II) 염, 예를 들어 주석(II) 디아세테이트, 주석(II) 디옥타노에이트, 주석(II) 디에틸헥사노에이트 및 주석(II) 디라우레이트, 및 유기 카르복실산의 디알킬주석(II) 염, 예를 들어 디부틸주석 디아세테이트, 디부틸주석 디라우레이트, 디부틸주석 말레에이트 및 디옥틸주석 디아세테이트가 있다. 유기 카르복실산의 비스무스 염, 예를 들어 비스무스 옥타노에이트가 또한, 겔 촉매로서 이용될 수 있다. 환식 3차 아민 및/또는 장쇄 아민으로는, 디메틸벤질아민, N,N,N',N'-테트라메틸부탄디아민, 디메틸사이클로헥실아민, 트리에틸렌디아민, 및 이들의 조합이 있다.Gel catalysts, e.g., catalysts that may tend to favor a gel reaction, include, but are not limited to, organometallic compounds, cyclic tertiary amines containing several nitrogen atoms and/or long chain amines, and combinations thereof. It doesn't work. Organometallic compounds include organotin compounds, such as tin(II) salts of organic carboxylic acids, such as tin(II) diacetate, tin(II) dioctanoate, tin(II) diethylhexanoate. and tin(II) dilaurate, and dialkyltin(II) salts of organic carboxylic acids, such as dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin maleate and dioctyltin diacetate. There is. Bismuth salts of organic carboxylic acids, such as bismuth octanoate, can also be used as gel catalysts. Cyclic tertiary amines and/or long chain amines include dimethylbenzylamine, N,N,N',N'-tetramethylbutanediamine, dimethylcyclohexylamine, triethylenediamine, and combinations thereof.

삼량체화 촉매의 예로는, 트리스(디알킬아미노알킬)-s-헥사하이드로트리아진, 예컨대 1,3,5-트리스(N,N-디메틸아미노프로필) -s-헥사하이드로트리아진; [2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀]; 포타슘 아세테이트, 포타슘 옥토에이트; 테트라알킬암모늄 하이드록사이드, 예컨대 테트라메틸암모늄 하이드록사이드; 알칼리 금속 하이드록사이드, 예컨대 소듐 하이드록사이드; 알칼리 금속 알콕사이드, 예컨대 소듐 메톡사이드 및 포타슘 이소프로폭사이드, 및 10 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 장쇄 지방산의 알칼리 금속염 및 이들의 조합이 있다. 일부 상업적으로 입수 가능한 삼량체화 촉매로는, 그 중에서도, DABCO® TMR-30, DABCO® K 2097; DABCO® K15, POLYCAT® 5, POLYCAT® 8, POLYCAT® 41, POLYCAT® 43, POLYCAT® 46, DABCO® TMR, CURITHANE 52가 있다.Examples of trimerization catalysts include tris(dialkylaminoalkyl)-s-hexahydrotriazine, such as 1,3,5-tris(N,N-dimethylaminopropyl)-s-hexahydrotriazine; [2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol]; Potassium acetate, potassium octoate; tetraalkylammonium hydroxides, such as tetramethylammonium hydroxide; Alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide; Alkali metal alkoxides such as sodium methoxide and potassium isopropoxide, and alkali metal salts of long chain fatty acids having 10 to 20 carbon atoms and combinations thereof. Some commercially available trimerization catalysts include, among others, DABCO® TMR-30, DABCO® K 2097; These include DABCO® K15, POLYCAT® 5, POLYCAT® 8, POLYCAT® 41, POLYCAT® 43, POLYCAT® 46, DABCO® TMR, and CURITHANE 52.

촉매는 이용되는 폴리올의 총 중량의 0.5% 내지 5.0%에서 이용될 수 있다. 0.5% 내지 5.0%의 모든 개별 값 및 하위 범위가 포함되며; 예를 들어, 촉매는 이용되는 폴리올의 총 중량의 0.5, 0.6 또는 0.7%의 하한에서부터 5.0, 4.0 또는 3.0%의 상한까지일 수 있다.The catalyst may be used at 0.5% to 5.0% of the total weight of polyol used. All individual values and subranges from 0.5% to 5.0% are included; For example, the catalyst may range from a lower limit of 0.5, 0.6 or 0.7% to an upper limit of 5.0, 4.0 or 3.0% of the total weight of polyol used.

본 개시 내용의 하나 이상의 구현예는, 폴리우레탄 폼 조성물이 하나 이상의 추가 구성성분을 포함할 수 있음을 제공한다. 다양한 부가적인 구성성분 및/또는 상이한 양의 부가적인 구성성분이 다양한 적용에 이용될 수 있다. 추가 구성성분의 예로는, 그 중에서도, 안료, 착색제, 난연제, 가교제, 사슬 연장제, 항산화제, 생물지체제(bioretardant agent), 및 이들의 조합이 있다. 본 개시 내용의 하나 이상의 구현예는 폴리우레탄 폼 조성물이 불투명화제를 포함할 수 있음을 제공한다. 불투명화제의 일례는 카본 블랙이다.One or more embodiments of the present disclosure provide that the polyurethane foam composition may include one or more additional ingredients. Various additional components and/or different amounts of additional components may be used for various applications. Examples of additional ingredients include, among others, pigments, colorants, flame retardants, cross-linkers, chain extenders, antioxidants, bioretardant agents, and combinations thereof. One or more embodiments of the present disclosure provide that the polyurethane foam composition can include an opacifying agent. One example of an opacifying agent is carbon black.

언급된 바와 같이, 폴리우레탄 폼 조성물은 몰드, 예를 들어 캐비티(cavity) 내로 주입될 수 있다. 본 개시 내용의 구현예는, 몰드가 다양한 형상 및/또는 크기를 가질 수 있음을 제공한다. 본 개시 내용의 하나 이상의 구현예는, 몰드가 예를 들어 단열과 같은 냉장 용도에 적합함을 제공한다. 유리하게는, 몰드는 불규칙한 형상일 수 있고/거나 진공 단열 패널과는 대조적으로, 몰드 내에 다수의 예리한 돌출부 및/또는 각도를 가질 수 있다.As mentioned, the polyurethane foam composition can be injected into a mold, for example into a cavity. Implementations of the present disclosure provide that molds can have various shapes and/or sizes. One or more embodiments of the present disclosure provide that the mold is suitable for refrigeration applications, such as for thermal insulation. Advantageously, the mold may be of irregular shape and/or, in contrast to vacuum insulated panels, may have a number of sharp protrusions and/or angles within the mold.

본 개시 내용의 구현예는 장벽 물질을 포함한다. 장벽 물질은 예를 들어, 폴리우레탄 폼이 몰드 내에서 경화된 후에, 몰드 내외로의 유체 유동을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 장벽 물질은 밀봉될 수 있어서, 본 명세서에서 추가로 고찰되는 바와 같이, 몰드 내에서 요망되는 압력을 유지하도록 돕는다. 장벽 물질은 1e-20 m3 m/(m2 Pa day) 내지 1e-12_m3 m/(m2 Pa day)의 산소 투과도를 가질 수 있다. 1e-20 m3 m/(m2 Pa day) 내지 1e-12_m3 m/(m2 Pa day)의 모든 개별 값 및 하위 범위가 포함되며; 예를 들어, 장벽 물질은 1e-12, 1e-13, 또는 1e-14 m3 m/(m2 Pa day)의 상한에서부터1e-20, 1e-19 또는 1e-18 m3 m/(m2 Pa day)의 상한의 산소 투과도를 가질 수 있다.Embodiments of the present disclosure include barrier materials. The barrier material can help reduce fluid flow into and out of the mold, for example, after the polyurethane foam has cured within the mold. The barrier material can be sealed to help maintain the desired pressure within the mold, as discussed further herein. The barrier material may have an oxygen permeability of between 1e-20 m 3 m/(m 2 Pa day) and 1e-12_m 3 m/(m 2 Pa day). 1e-20 m 3 m/(m 2 Pa day) All individual values and subranges from to 1e-12_m 3 m/(m 2 Pa day) are included; For example, barrier materials range from the upper limit of 1e-12, 1e-13, or 1e-14 m 3 m/(m 2 Pa day) to 1e-20, 1e-19 or 1e-18 m 3 m/(m 2 It can have an upper limit oxygen permeability of Pa day).

또한, 장벽 물질은 1e-15 m3 m/(m2 Pa day) 내지 1e-10_m3 m/(m2 Pa day)의 수증기 투과도를 가질 수 있다. 1e-15 m3 m/(m2 Pa day) 내지 1e-10_m3 m/(m2 Pa day)의 모든 개별 값 및 하위 범위가 포함되며; 예를 들어, 장벽 물질은 1e-15, 또는 1e-15m3 m/(m2 Pa day)의 하한에서부터 1e-10 또는 1e-11m3 m/(m2 Pa day)의 상한에서 수증기 투과도를 가질 수 있다. 장벽 물질의 예로는, 그 중에서도, 상표명 SARANEX TM 하에 입수 가능한 것들이 있다.Additionally, the barrier material may have a water vapor permeability of 1e-15 m 3 m/(m 2 Pa day) to 1e-10_m 3 m/(m 2 Pa day). All individual values and subranges from 1e-15 m 3 m/(m 2 Pa day) to 1e-10_m 3 m/(m 2 Pa day) are included; For example, the barrier material may have a water vapor permeability ranging from a lower limit of 1e-15, or 1e-15m 3 m/(m 2 Pa day) to an upper limit of 1e-10 or 1e-11m 3 m/(m 2 Pa day). You can. Examples of barrier materials include, inter alia, those available under the trade name SARANEX .

장벽 물질은 몰드에 연결될 수 있는데, 예를 들어, 장벽 물질은 화학적 접착, 기계적 접착, 물질 지지 및 이들의 조합을 통해 몰드에 고정될 수 있다. 장벽 물질은 몰드 내부 및/또는 몰드 외부에 위치할 수 있다. 본 개시 내용의 하나 이상의 구현예는, 장벽 물질이 몰드 내로 주입 될 수 있음을 제공한다. 예를 들어, 유체는 몰드 내로 주입 될 수 있으며, 이러한 유체가 몰드 내에서 경화되어 장벽 물질이 형성된다.The barrier material may be connected to the mold, for example, the barrier material may be secured to the mold through chemical adhesion, mechanical adhesion, support material, and combinations thereof. The barrier material may be located inside the mold and/or outside the mold. One or more embodiments of the present disclosure provide that a barrier material can be injected into a mold. For example, a fluid can be injected into a mold, and this fluid hardens within the mold to form a barrier material.

폴리우레탄 폼 조성물의 다수의 구성성분은 몰드 내로 주입되기 전에 조합, 예컨대 혼합될 수 있다. 폴리우레탄 폼 조성물의 다수의 구성성분은 몰드에 주입되기 전에 폴리우레탄 폼 조성물의 다른 구성성분과 조합되지 않을 수 있다. 다시 말해, 폴리우레탄 폼 조성물의 모든 구성성분은 몰드 내로 주입되기 전에 서로 조합될 필요가 없다.Multiple components of the polyurethane foam composition can be combined, such as mixed, before being injected into the mold. Many of the components of the polyurethane foam composition may not be combined with other components of the polyurethane foam composition before being injected into the mold. In other words, all components of the polyurethane foam composition do not need to be combined together before being poured into the mold.

본 개시 내용의 하나 이상의 구현예는, 폴리우레탄 조성물의 다수의 구성성분, 예컨대 그 중에서도, 폴리올, 초임계 이산화탄소 및/또는 계면활성제가 몰드 내에 주입되기 전에 조합될 수 있음을 제공한다. 이러한 조합은 "B" 면으로 지칭될 수 있으며, 이는 유럽에서는"A" 면으로 지칭될 수 있다. 이산화탄소가 초임계 상태에 있기 때문에, 구성성분의 수는, 이산화탄소가 초임계 상태로 유지될 수 있는 온도 및 압력을 유지하기에 적합한 용기에서 조합될 수 있다.One or more embodiments of the present disclosure provide that multiple components of the polyurethane composition, such as polyol, supercritical carbon dioxide, and/or surfactants, among others, can be combined prior to injection into the mold. This combination may be referred to as the “B” side, which in Europe may be referred to as the “A” side. Because carbon dioxide is in a supercritical state, any number of components can be combined in a vessel suitable to maintain a temperature and pressure at which carbon dioxide can be maintained in a supercritical state.

본 개시 내용의 하나 이상의 구현예는, 폴리우레탄 폼 조성물의 다수의 구성성분, 예를 들어 폴리이소시아네이트가 "A" 면에 포함될 수 있으며, 이는 유럽에서는 "B" 면으로 지칭될 수 있음을 제공한다. A면 및 B면은 조합되어, 본원에 고찰된 이소시아네이트 지수를 제공할 수 있다.One or more embodiments of the present disclosure provide that multiple components of the polyurethane foam composition, such as polyisocyanates, may be included in the “A” side, which in Europe may be referred to as the “B” side. . The A and B sides can be combined to provide the isocyanate index contemplated herein.

본 개시 내용의 하나 이상의 구현예는, A면과 B면이 예를 들어 주입 헤드와 조합될 수 있고, 그 후에 거의 동시에, 충전될 몰드 내에 주입될 수 있음을 제공한다. 본 개시 내용의 하나 이상의 구현예는, 반응 사출 성형이 이용될 수 있음을 제공한다.One or more embodiments of the present disclosure provide that side A and side B can be combined, for example with an injection head, and then injected, almost simultaneously, into the mold to be filled. One or more embodiments of the present disclosure provide that reaction injection molding can be used.

폴리우레탄 폼 조성물의 구성성분이 몰드 내로 주입됨에 따라, 발포 및 중합이 발생하여 폴리우레탄 폼이 형성된다. 발포 및/또는 중합은, 몰드가 폴리우레탄 폼으로 충전될 때까지 계속될 수 있다.As the components of the polyurethane foam composition are injected into the mold, foaming and polymerization occur to form polyurethane foam. Foaming and/or polymerization may continue until the mold is filled with polyurethane foam.

언급된 바와 같이, 로부터의 기공률은 본원에 고찰된 열전도율을 제공하는 것을 도울 수 있는 다수의 바람직한 특성을 가진다. 예를 들어, 다른 발포제와는 대조적으로, 초임계 이산화탄소를 이용하면, 폴리우레탄 폼의 평균 기공 직경이 1 미크론에서 100 미크론이 되도록 도울 수 있다. 1 미크론에서 100 미크론까지의 모든 개별 값 및 하위 범위가 포함되며; 예를 들어, 폴리우레탄 폼은 1 미크론, 2 미크론, 2.5 미크론, 3 미크론 또는 3.5 미크론의 하한에서부터 100 미크론, 75 미크론, 50 미크론, 35 미크론 또는 25 미크론의 상한까지 평균 기공 직경을 가질 수 있다. 본 개시 내용의 하나 이상의 구현예는, 평균 기공 직경이 25% 이하의 변동 계수를 가짐을 제공한다. 예를 들어, 평균 기공 직경은 25% 이하, 20% 이하, 15% 이하 또는 10% 이하의 변동 계수를 가질 수 있다.As mentioned, porosity from has a number of desirable properties that can help provide the thermal conductivity contemplated herein. For example, in contrast to other blowing agents, the use of supercritical carbon dioxide can help polyurethane foams have an average pore diameter of 1 micron to 100 microns. All individual values and subranges from 1 micron to 100 microns are included; For example, polyurethane foam can have an average pore diameter from a lower limit of 1 micron, 2 micron, 2.5 micron, 3 micron or 3.5 micron to an upper limit of 100 micron, 75 micron, 50 micron, 35 micron or 25 micron. One or more embodiments of the present disclosure provide that the average pore diameter has a coefficient of variation of less than or equal to 25%. For example, the average pore diameter may have a coefficient of variation of less than 25%, less than 20%, less than 15%, or less than 10%.

본 개시 내용의 구현예는 폴리우레탄 폼이 오픈 셀 폼(open cell foam)일 수 있음을 제공한다. 오픈 셀은 상호소통으로 지칭될 수 있다. 폴리우레탄 폼은 90% 이상의 오픈 셀 퍼센트, 예를 들어 90% 내지 100%의 오픈 셀 퍼센트를 가질 수 있다. 예를 들어, 폴리우레탄 폼은 90%, 95%, 96% 또는 97%의 하한에서부터 100%, 99.85%, 99.75% 또는 99.5%의 상한까지 오픈 셀 퍼센트를 가질 수 있다.Embodiments of the present disclosure provide that the polyurethane foam can be an open cell foam. Open cell can be referred to as mutual communication. The polyurethane foam may have an open cell percentage greater than 90%, for example between 90% and 100%. For example, polyurethane foam can have an open cell percentage from a lower limit of 90%, 95%, 96% or 97% to an upper limit of 100%, 99.85%, 99.75% or 99.5%.

본 개시 내용의 구현예는, 폴리우레탄 폼이 80% 내지 98%의 기공률을 가질 수 있음을 제공한다. 80%에서부터 98%까지 모든 개별 값 및 하위 범위가 포함되며; 예를 들어, 폴리우레탄 폼은 80%, 82.5% 또는 85%의 하한에서부터 98%, 97% 또는 95%의 상한까지의 기공률을 가질 수 있다.Embodiments of the present disclosure provide that polyurethane foam can have a porosity of 80% to 98%. All individual values and subranges from 80% to 98% are included; For example, polyurethane foam can have a porosity ranging from a lower limit of 80%, 82.5% or 85% to an upper limit of 98%, 97% or 95%.

본 개시 내용의 구현예는 1 밀리바 내지 500 밀리바의 압력을 제공하기 위해, 진공이 몰드에 가해질 수 있음을 제공한다. 1 밀리바에서 500 밀리바까지의 모든 개별 값 및 하위 범위가 포함되며; 예를 들어, 상기 몰드에 진공을 적용하여, 1 밀리바, 5 밀리바, 10 밀리바 또는 50 밀리바의 하한에서부터 500 밀리바, 450 밀리바, 400 밀리바 또는 350 밀리바의 상한까지의 압력을 제공할 수 있다. 몰드 내에서 요망되는 압력을 제공하기 위해, 몰드 내에서 폴리우레탄 폼 조성물을 경화시킨 후에 진공을 적용할 수 있다.Embodiments of the present disclosure provide that a vacuum can be applied to the mold to provide a pressure between 1 millibar and 500 millibars. All individual values and subranges from 1 millibar to 500 millibars are included; For example, a vacuum can be applied to the mold to provide a pressure ranging from a lower limit of 1 millibar, 5 millibars, 10 millibars, or 50 millibars to an upper limit of 500 millibars, 450 millibars, 400 millibars, or 350 millibars. To provide the desired pressure within the mold, a vacuum may be applied after curing the polyurethane foam composition within the mold.

본 명세서에 개시된 바와 같은 단열 장치는, 내부에 폴리우레탄 폼을 갖는 몰드에 진공을 가한 다음, 장벽 물질을 밀봉함으로써 형성될 수 있다. 몰드 내의 압력은 진공의 적용에 의해 달성되며, 예를 들어 단열 장치의 작동 수명 동안, 밀봉된 장벽 물질에 의해 유지될 수 있다. 본원에 개시된 단열 장치는 예컨대 그 중에서도 냉장고, 냉동고 및 온수 저장 탱크, 뿐만 아니라 빌딩 적용을 위해 여러 가지 적용들, 예컨대 가전 기기 단열벽에 이용될 수 있다.Insulating devices as disclosed herein can be formed by applying a vacuum to a mold with polyurethane foam inside and then sealing the barrier material. The pressure within the mold is achieved by the application of a vacuum and can be maintained, for example, by a sealed barrier material during the operating life of the insulating device. The insulating device disclosed herein can be used in a variety of applications, for example in refrigerators, freezers and hot water storage tanks, among others, as well as in building applications, for example in insulation walls of household appliances.

진공의 적용은, 밀봉된 몰드 내의 유체, 즉 이산화탄소와 같은 단열 장치 내의 유체가 0.85 내지 1.15의 크누센수(Knudsen number)를 가질 수 있음을 제공할 수 있다. 0.85에서부터 1.15 까지의 모든 개별 값 및 하위 범위가 포함되며; 예를 들어, 밀봉 몰드 내의 유체는 0.85, 0.90 또는 0.95의 하한에서부터 1.15, 1.00 또는 1.05의 상한까지 크누센수를 가질 수 있다.The application of vacuum can provide that the fluid in the sealed mold, ie the fluid in the insulating device, such as carbon dioxide, can have a Knudsen number of 0.85 to 1.15. All individual values and subranges from 0.85 to 1.15 are included; For example, the fluid within the sealing mold can have a Knudsen number from a lower limit of 0.85, 0.90 or 0.95 to an upper limit of 1.15, 1.00 or 1.05.

언급된 바와 같이, 단열 장치 컴포넌트, 예를 들어 폴리우레탄 폼 및 진공 적용에 의해 달성된 압력은 유리하게도, 본원에 고찰된 열전도율을 달성하기 위한 상승 작용을 제공할 수 있다.As mentioned, pressure achieved by insulating device components, such as polyurethane foam and vacuum application, can advantageously provide a synergistic effect to achieve the thermal conductivity contemplated herein.

실시예Example

실시예에서, 예를 들어, 표 1에 포함된 물질을 포함하여, 물질에 대한 다양한 용어 및 지정이 사용된다. 표 1에서, F는 기능성을 가리키고, OH n°는 하이드록시가(hydroxyl number)를 가리킨다.In the examples, various terms and designations for substances are used, including, for example, the substances included in Table 1. In Table 1, F indicates functionality and OH n° indicates hydroxyl number.

[표 1][Table 1]

단열 장치를 형성하는 방법인 실시예 1을 다음과 같이 수행하였다. 폴리올 A [SD301(47.55 그램), CP260(38 그램), T5903(9.5 그램)], 촉매 [PC-41(0.57 그램), PC-5(0.48 그램), PC-8(1.9 그램)] 및 계면활성제 L 6164(2 그램)를 10 MPa 및 40℃로 유지시킨 압력 반응기 (100 ml 파르 반응기)에 첨가하였다. 초임계 이산화탄소를 압력 반응기에, 상기 압력 반응기의 내용물을 포화시킬 정도까지 주입하였다. 압력 반응기의 내용물을 교반하는 동안 이산화탄소 포화를 촉진시키기 위해, 압력 반응기 내부의 온도 및 압력을 30분 동안 유지시켰다. 고압 균질화기를 사용하여, 압력 반응기의 내용물과 함께 에멀젼을 형성하였으며; 상기 에멀젼은 약 5 나노미터 내지 약 300 나노미터 범위의 직경을 갖는 액적을 가졌다. PAPITM-135C 이소시아네이트(101 g)를 압력 반응기에 첨가하고, 상기 압력 반응기의 내용물을 약 1 분 동안 교반하였을 때, 폴리우레탄 폼 조성물이 형성되었다. 약 8분 후에, 약 0.5 Pa-s의 점도를 갖는 폴리우레탄 폼 조성물을, 장벽 물질(SARANEX TM NEX 23P)로 내부를 라이닝한(lined) 몰드(20 cm × 20 cm × 2.5 cm) 내에 주입하였다. 폴리우레탄 폼 조성물을 경화시켜, 몰드 캐비티를 완전히 충전하는 폴리우레탄 폼을 형성하였으며; 진공을 적용하여, 10 밀리바의 몰드 캐비티 압력을 달성하고, 장벽 물질을 밀봉하여 실시예 2의 단열 장치를 제공하였다. Example 1, a method of forming an insulating device, was performed as follows. Polyol A [SD301 (47.55 grams), CP260 (38 grams), T5903 (9.5 grams)], catalyst [PC-41 (0.57 grams), PC-5 (0.48 grams), PC-8 (1.9 grams)] and interface Activator L 6164 (2 grams) was added to a pressure reactor (100 ml Parr reactor) maintained at 10 MPa and 40°C. Supercritical carbon dioxide was injected into the pressure reactor to the extent of saturating the contents of the pressure reactor. To promote carbon dioxide saturation while stirring the contents of the pressure reactor, the temperature and pressure inside the pressure reactor were maintained for 30 minutes. Using a high pressure homogenizer, an emulsion was formed with the contents of the pressure reactor; The emulsion had droplets with a diameter ranging from about 5 nanometers to about 300 nanometers. When PAPI TM -135C isocyanate (101 g) was added to the pressure reactor and the contents of the pressure reactor were stirred for about 1 minute, a polyurethane foam composition was formed. After about 8 minutes, a polyurethane foam composition with a viscosity of about 0.5 Pa-s was injected into a mold (20 cm × 20 cm × 2.5 cm) lined on the inside with a barrier material (SARANEX NEX 23P). . The polyurethane foam composition was cured to form a polyurethane foam that completely filled the mold cavity; Vacuum was applied to achieve a mold cavity pressure of 10 millibars and seal the barrier material to provide the insulating device of Example 2.

비교예 2의 폴리우레탄 폼을 표 2에 기재된 구성성분을 이용하여 형성하였다.The polyurethane foam of Comparative Example 2 was formed using the components listed in Table 2.

[표 2][Table 2]

상기 제시된 조성을 갖는 제제화된 폴리올을 용기에 첨가하고, 3000 rpm에서 약 1분 동안 임펠러와 혼합하고; 그 후에, 용기의 내용물을 약 1시간 동안 평형화되도록 놔두었다. 상기 제시된 조성을 갖는 이소시아네이트를 용기에 첨가하고, 내용물을 3000 rpm에서 약 10초 동안 임펠러와 혼합하였다. 용기의 내용물을 몰드(30 cm × 20 cm × 5 cm)에 붓고, 경화시켜, 비교예 A를 형성하였다. 비교예 A를 절단하고(20 cm × 20 cm × 2.5 cm), 23℃에서 열전도율(ASTM E1225)을, 36℃의 고정 하판 온도 및 10℃의 상판 온도에서 EKO 열 유량계(HC-074)를 이용하여 결정하였다. 실시예 2 및 비교예 A에 대해: 평균 기공 직경을 Image Pro Plus 소프트웨어가 장착된 주사 전자 현미경에 의해 결정하고; 오픈 셀 퍼센트를 ASTM D2856에 따라 Micromeritics Accupyc Ⅱ 1340에 의해 결정하였고; 기공률을 싱커(sinker)를 사용하여 수중에서 중합체 폼을 칭량하는 단계를 포함하여 ASTM D792-00에 의해 결정하였고; 열전도율을 EKO Instrument Trading Co., Ltd 의 열 유량계 장비 HC-074를 사용하여 ISO 12939-01에 따라 측정하였다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.The formulated polyol with the composition given above is added to the vessel and mixed with an impeller at 3000 rpm for about 1 minute; Afterwards, the contents of the vessel were allowed to equilibrate for approximately 1 hour. Isocyanate having the composition shown above was added to the container, and the contents were mixed with an impeller at 3000 rpm for about 10 seconds. The contents of the container were poured into a mold (30 cm × 20 cm × 5 cm) and cured to form Comparative Example A. Comparative Example A was cut (20 cm It was decided. For Example 2 and Comparative Example A: the average pore diameter was determined by scanning electron microscopy equipped with Image Pro Plus software; Percent open cells were determined by Micromeritics Accupyc II 1340 according to ASTM D2856; Porosity was determined by ASTM D792-00, including weighing the polymer foam in water using a sinker; Thermal conductivity was measured according to ISO 12939-01 using heat flow meter equipment HC-074 from EKO Instrument Trading Co., Ltd. The results are shown in Table 3.

[표 3][Table 3]

표 3의 데이터는, 실시예 2가 본원에 고찰된 바와 같이 바람직한 열전도율을 가짐을 보여준다. 추가로, 다른 단열 패널과 비교하여, 실시예 2는 유리하게는, 향상된 제조성을 제공할 수 있다.The data in Table 3 shows that Example 2 has desirable thermal conductivity as discussed herein. Additionally, compared to other insulating panels, Example 2 may advantageously provide improved manufacturability.

Claims (12)

단열 장치의 형성 방법으로서,
장벽 물질을 몰드에 연결하는 단계;
폴리우레탄 폼 조성물을 상기 몰드 내에 주입하는 단계로서, 상기 폴리우레탄 폼 조성물은 폴리올, 이소시아네이트 및 초임계 이산화탄소를 포함하는, 단계;
상기 폴리우레탄 폼 조성물을 경화시켜, 폴리우레탄 폼을 형성하는 단계; 및
진공을 상기 몰드에 적용하여, 1 밀리바(millibar) 내지 500 밀리바의 압력을 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
A method of forming a heat insulating device, comprising:
Connecting the barrier material to the mold;
injecting a polyurethane foam composition into the mold, the polyurethane foam composition comprising polyol, isocyanate, and supercritical carbon dioxide;
curing the polyurethane foam composition to form polyurethane foam; and
Applying a vacuum to the mold to provide a pressure between 1 millibar and 500 millibars.
제1항에 있어서,
상기 폴리우레탄 폼이 2 미크론 내지 100 미크론의 평균 기공 직경을 갖는, 방법.
According to paragraph 1,
The method of claim 1, wherein the polyurethane foam has an average pore diameter of between 2 microns and 100 microns.
◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 3 was abandoned upon payment of the setup registration fee.◈ 제1항에 있어서,
상기 폴리우레탄 폼이 80% 내지 98%의 기공률(porosity)을 갖는, 방법.
According to paragraph 1,
The method of claim 1, wherein the polyurethane foam has a porosity of 80% to 98%.
◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 4 was abandoned upon payment of the setup registration fee.◈ 제1항에 있어서,
이소시아네이트가 이소시안산 폴리메틸렌폴리페닐렌 에스테르를 포함하는, 방법.
According to paragraph 1,
The method of claim 1, wherein the isocyanate comprises isocyanic acid polymethylenepolyphenylene ester.
◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 5 was abandoned upon payment of the setup registration fee.◈ 제1항에 있어서,
상기 장벽 물질이 1e-20 m3 m/(m2 Pa day) 내지 1e-12_m3 m/(m2 Pa day)의 산소 투과도를 갖는, 방법.
According to paragraph 1,
The method of claim 1, wherein the barrier material has an oxygen permeability of between 1e-20 m 3 m/(m 2 Pa day) and 1e-12_m 3 m/(m 2 Pa day).
제1항에 있어서,
상기 방법이, 폴리올, 이소시아네이트 및 초임계 이산화탄소를 압력 용기 내에서 화합시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
According to paragraph 1,
The method further comprising combining the polyol, isocyanate and supercritical carbon dioxide in a pressure vessel.
◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 7 was abandoned upon payment of the setup registration fee.◈ 제6항에 있어서,
상기 압력 용기가 100 바(bar) 초과의 압력을 갖는, 방법.
According to clause 6,
The method of claim 1, wherein the pressure vessel has a pressure greater than 100 bar.
제1항에 따른 방법에 의해 형성되는 단열 장치.An insulating device formed by the method according to claim 1. ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈Claim 9 was abandoned upon payment of the setup registration fee.◈ 제8항에 있어서,
상기 단열 장치가 500 밀리바 이하의 압력에서 16 mW/(m·K) 이하의 열전도율을 갖는, 단열 장치.
According to clause 8,
An insulating device, wherein the insulating device has a thermal conductivity of less than or equal to 16 mW/(m·K) at a pressure of less than or equal to 500 millibars.
단열 장치로서,
몰드;
상기 몰드에 연결된 장벽 물질; 및
상기 몰드 내부의 폴리우레탄 폼을 포함하며,
상기 폴리우레탄 폼은, 폴리우레탄 폼 조성물을 상기 몰드 내에 주입하는 단계 및 상기 폴리우레탄 폼 조성물을 경화시키는 단계에 의해 형성되고, 상기 폴리우레탄 폼 조성물은 폴리올, 이소시아네이트 및 초임계 이산화탄소를 포함하고, 1 밀리바 내지 500 밀리바의 압력을 제공하기 위해 진공이 상기 몰드에 적용되는, 단열 장치.
As an insulating device,
Mold;
a barrier material connected to the mold; and
Includes polyurethane foam inside the mold,
The polyurethane foam is formed by injecting a polyurethane foam composition into the mold and curing the polyurethane foam composition, wherein the polyurethane foam composition includes polyol, isocyanate, and supercritical carbon dioxide, 1 A vacuum is applied to the mold to provide a pressure of from millibars to 500 millibars.
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